2021-2022版高中物理-第二章-恒定电流-4-串联电路和并联电路课时作业新人教版选修3-1.doc

2021-2022版高中物理 第二章 恒定电流 4 串联电路和并联电路课时作业新人教版选修3-1

2021-2022版高中物理 第二章 恒定电流 4 串联电路和并联电路课时作业新人教版选修3-1

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串联电路和并联电路

(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.三个电阻器按照如图所示的电路连接,其阻值之比为R1∶R2∶R3=1∶3∶6,则电路工作时,通过三个电阻器R1、R2、R3上的电流之比I1∶I2∶I3为 (　　)

A.6∶3∶1　　　　　　B.1∶3∶6
C.6∶2∶1　　　 D.3∶2∶1
【解析】选D。分析电路结构,R2与R3并联,根据并联电路规律可知,两电阻中电流之比等于电阻的反比,I2∶I3=2∶1,R1电流等于R2和R3中电流之和,故电流之比应为3∶2∶1,D选项正确。
2.如图所示电路,电压保持不变,当开关S断开时,理想电流表A的示数为0.2 A,当S闭合时,电流表的示数为0.3 A,则两电阻阻值之比R1∶R2为 (　　)

A.1∶2　　　　　　　　 B.2∶1
C.2∶3 D.3∶2
【解析】选A。设电阻两端的电压为U,开关S断开时流过电阻R1的电流:I1= =0.2 A;当开关S闭合时由并联电路的特点知,流过电阻R2的电流:I2=I总-I1=0.3 A-0.2 A=0.1 A;又有I2= ,联立可得: = ,故A正确。
【加固训练】
如图为路口交通指示灯的示意图。指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为,据你对交通指示灯的了解可以推断 (　　)

A.红灯、黄灯、绿灯是串联的
B.红灯、黄灯、绿灯是并联的
C.红灯与黄灯并联后再与绿灯串联
D.绿灯与黄灯并联后再与红灯串联
【解析】选B。红灯、黄灯、绿灯只有一盏灯亮,不可能出现同时有两盏灯亮,故由串并联电路特点可知,三盏灯任意两盏都不可能是串联的,所以,红灯、黄灯、绿灯是并联的,故项B正确,A、C、D项错误。
3.电流表的内阻是Rg=200 Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是 (　　)
A.应串联一个0.1 Ω的电阻
B.应并联一个0.1 Ω的电阻
C.应串联一个1 800 Ω的电阻
D.应并联一个1 800 Ω的电阻
【解析】选C。把电流表改装成电压表需串联一个电阻R,改装后U=Ig(Rg+R),解得R= -Rg=( -200) Ω=1 800 Ω,即应串联一个1 800 Ω的电阻,C正确。
4.(多选)(2020·银川高二检测)三个阻值都为R的电阻,它们任意连接、组合,得到的电阻值可能是 (　　)
A.0.5R　　B.3R　　C.1.5R 　　D. R
【解析】选B、C、D。三个相同电阻可以有四种连接方式:三个电阻串联、三个电阻并联、两个电阻串联后与第三个电阻并联,两个电阻并联后与第三个电阻串联,分析求出阻值。当三个电阻串联时,获得的阻值为3R;当三个电阻并联时,获得的阻值为 ;当两个电阻串联后与第三个电阻并联,获得的阻值为 ;当两个电阻并联后与第三个电阻串联,获得的阻值为 ,故B、C、D正确,A错误。
5.分析如图所示电路,下列说法正确的是 (　　)

A.四个电阻为并联关系
B.四个电阻为串联关系
C.A1的示数为通过R2和R3的电流之和
D.A2的示数为通过R3和R4的电流之和
【解析】选C。将电流表用导线代替可得到等效电路为R1、R2、R3并联后与R4串联,故A、B项错误;再将电流表画入等效电路中可知,A1的示数为通过R2和R3的电流之和,A2的示数为通过R2的电流,故C项正确,D项错误。
6.在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2= Ω。下列说法正确的是 (　　)

A.当S1和S2均断开时,改装成的表是电流表
B.当S1和S2均断开时,改装成的是量程为10 V的电压表
C.S1和S2均闭合时,改装成的表是电压表
D.S1和S2均闭合时,改装成的是量程为1 A的电流表
【解析】选D。由图示电路图可知,当S1和S2均断开时,G与R1串联,改装成的是电压表,电压表量程:U=Ig(Rg+R1)=0.001×(100+900)V=1 V,故A、B项错误;由图示电路图可知,当S1和S2均闭合时,G与R2并联,改装成的是电流表,电流表量程:I=Ig+ =0.001 A+ A=1 A,故C项错误,D项正确。
二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.(10分) 已知电流表的内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=3 mA,要把它改装成量程是0～6 V的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是0～3 A的电流表,应并联多大的电阻?
【解析】改装成电压表时应串联一个分压电阻,由欧姆定律得U=Ig(Rg+R),分压电阻R= -Rg= Ω-120 Ω=1 880 Ω,改装成电流表时应并联一个分流电阻,由并联电路两端电压相等得IgRg=(I-Ig)R
分流电阻:R= = Ω≈0.12 Ω。
答案:1 880 Ω　0.12 Ω
8.(14分)图中E=10 V,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF,电池内阻可忽略。

(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流;
(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量。
【解析】(1)闭合开关S,稳定后通过R1的电流为I= =1 A。(2)开关S闭合时,电容器上电压为IR2,储存的电荷量为Q1=CIR2=1.8×10-4 C;开关S断开后,待稳定后,电容器上电压为E,储存的电荷量为Q2=CE=3×10-4 C,流过R1的总电荷量为ΔQ=Q2-Q1=1.2×10-4 C。
答案:(1)1 A　(2)1.2×10-4 C

(15分钟·40分)
9.(6分)(多选)如图所示,四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表,电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,把它们接入如图所示电路,则 (　　)

A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角
C.电压表V1的读数等于电压表V2的读数
D.电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角
【解析】选A、D。改装后的电流表量程越大,电表的内阻越小,电流表A1的量程大于A2的量程,所以电流表A1的内阻小于电流表A2的内阻,两个电流表并联,电阻小的电流大,电流表A1的读数大于电流表A2的读数,A正确;改装电流表的两个表头是并联关系,因表头相同,故电流相等时,指针偏角相等,B错误;改装后的电压表量程越大,电表的内阻越大,电压表V1的量程大于V2的量程,所以电压表V1的内阻大于电压表V2的内阻,两个电压表串联,依据串联电路的分压作用特点,电压表V1的读数大于电压表V2的读数,C错误;其中两个表头是串联关系,电流相等,偏角相等,D正确。
10.(6分)如图R2=R4,电压表V1的示数为70 V,电压表V2的示数为50 V,则A与B间的电压为 (　　)

A.140 V　　　　　　 B.120 V
C.100 V　　　 D.无法计算
【解析】选B。分析电路图,根据串联电路的规律可知,A与B间的电压UAB= + + + ,其中U1= + ,U2= + ,R2=R4,则 = ,联立解得UAB=U1+U2=120 V,B选项正确。
11.(6分)(多选)两只电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装而成的,V1的量程为5 V,V2的量程为15 V,为了测量15～20 V的电压,把V1、V2串联起来使用,在这种情况下 (　　)
A.V1和V2读数相等
B.V1和V2两表指针偏转角相等
C.V1和V2的读数之比等于1∶3
D.V1和V2的指针偏转角度之比等于两个电压表的内阻之比
【解析】选B、C。两电压表串联,流过它们的电流相等而电压表内阻不同,电压表两端电压不同,电压表示数不同,故A项错误;两电压表串联,流过两表头的电流相等,则两电压表指针偏转角度相等,故B项正确;通过两电压表的电流相同,由欧姆定律可知,V1和V2的读数之比等于电压表的内阻之比,故V1和V2的读数之比等于1∶3,故C项正确;由于串联电流相等,故表头偏转角度相同,V1和V2的指针偏转角度之比与电压表内阻无关,故D项错误。
12.(22分)如图所示,已知电阻R1=3 kΩ,R2=6 kΩ,电压表的内阻为9 kΩ,当电压表接在R1两端时,读数为2 V,而当电压表接在R2两端时读数为3.6 V,试求:

(1)当电压表接在R1两端时,流过电阻R2的电流;
(2)电路AB两端的电压;
(3)电阻R的阻值。
【解析】(1)由于电压表的内阻与电阻R1和R2的值均在一个数量级(kΩ)上,因此不能按理想电表讨论。当电压表接在R1两端时,流过电阻R2的电流为
I= + = mA+ mA= mA=0.89 mA
(2)(3)根据题意有U=U1+I(R2+R)
当电压表接在R2两端时,电路总电流为
I′= + = mA+ mA=1 mA
所以有U=U2+I′(R1+R)
将I和I′代入可解得:U=13.2 V　R=6.6 kΩ。
答案:(1)0.89 mA　(2)13.2 V　(3)6.6 kΩ